Свойства и признаки систем

Управление

Понятие информации в системе.

Информация - совокупность сведений, воспринимаемых системой из окружающей среды, выдаваемых в окружающую среду либо сохраняемой внутри информационной системы.

Данные - представление в формальном виде конкретная информация об объектах предметной области, их свойствах и взаимосвязях, отражающая события и ситуации в области. Данные представляются в виде, позволяющим автоматизировать их сбор, хранение, дальнейшую обработку информационными системами. Данные - это запись в соответствующем коде.

Организация хранения и обработки больших объемов информации о различных системах привела к появлению баз данных.

Модель и цель системы

Понятие модели трактуется неоднозначно. В основе его лежит сходство процессов, протекающих в реальной действительности, и в заменяющей реальный объект модели. В философии, под моделью понимается широкая категория кибернетики, заменяющая изучаемый объект его упрощенным представлением, с целью более глубокого познания оригинала. Под математической моделью (в дальнейшем просто моделью) понимается идеальное математическое отражение исследуемого объекта.

Фундаментальные (детальные) модели, количественно описывающих поведение или свойства системы, начиная с такого числа основных физических допущений (первичных принципов), какое только является возможным. Такие модели предельно подробны и точны для явлений, которые они описывают.

Феноменологические модели используются для качественного описания физических процессов, когда точные соотношения неизвестны, либо слишком сложны для применения. Такие приближенные или осредненные модели обычно обоснованы физически и содержат входные данные, полученные из эксперимента или более фундаментальных теорий. Феноменологическая модель основывается на качественном понимании физической ситуации. При получении феноменологических моделей используются общие принципы и условия сохранения.

В широком смысле слова под управлением понимается организационную деятельность, осуществляющую функции и направленную на достижении определенных целей.

Изучение, анализ и синтез больших систем производится на основе системного подхода, который предполагает учет основных свойств таких систем.

Каждый системный объект обладает определенными системными признаками, только эти признаки показывают, что он и может быть отнесен к системным объектам.

Первым признаком системности объекта является его ограниченность. Она отмечает выделенность конкретного сложноорганизованного явления среди других, наличие установленных границ его функционирования. Хотя данный признак известен давно, однако далеко не каждый объект легко и просто может быть отграничен от других. Часто это связано со сложностью проведения демаркационных линий в силу размытости системного явления, особенно это относится к социальным системам. Поэтому каждая система требует установления собственных границ. Это означает выделение объекта из окружающей среды, ограничения круга исследуемых проблем. Необходимо обрисовать, а в некоторых случаях и жестко очертить контуры системы. Они определяются конкретными задачами, предполагаемой областью исследования, глубиной проникновения в сущностные характеристики объекта, широтой его охвата и т.д. Эти границы описываются через сущностные свойства объекта и его специфические особые черты, выделяющие его среди других.

Вторым признаком системности является автономность, которую нередко ошибочно отождествляют с ограниченностью. В отличие от последнего, определяющего то, что отличает и обособливает один предмет от другого, она указывает на относительную самостоятельность системного явления или процесса, его независимость, наличие внутренних источников существования. Автономность указывает на то, что система существует независимо от других объектов, выполняет присущие ей функции, реализует себя, прежде всего, за счет собственных внутренних сил, которые обеспечивают ее жизнеспособность. Автономность достигается внутренними ресурсами системы. Они обеспечивают не просто ее выживаемость, а побуждают выполнять ту работу, которая необходима для поддержания существования других систем, с которыми она связана.

Третьим и главным признаком системности является целостность. Если ограниченность выделяет предмет во внешнем мире, отмечая его индивидуальность, оригинальность и неповторимость, автономность указывает на его относительную самостоятельность и независимость, то целостность является внутренним свойством системы и характеризует ее интегративность. В основе этого признака лежит соотношение частей и целого. Оттого, как оно понимается, зависит применение данного признака к обоснованию системности любого объекта. Иногда целостность системы рассматривается через количественную меру. В этом случае она воспринимается как такое целое, которое больше суммы его частей. Однако в такой формулировке рассматриваемый признак работает не для всех явлений (например, для общественных систем). Для целого ряда объектов очень сложно однозначно определить в количественно-суммативном виде, что больше или меньше: полученное целое или составляющие его части. При таком взгляде на целостность ускользает качественная определенность предмета, что нередко является очень важным.

Целостность формулируется в более обобщенном виде как не сводимость целого к его частям. Она отображает процесс интеграции, проявляющийся в образовании новой качественной определенности на основании взаимодействия составляющих его компонентов. Поддержание объекта в целостном состоянии осуществляется факторами целостности системы. Они скрепляют все ее элементы и придают ей интегративные свойства. Связь между ними настолько тесна, что изменение одного из них влечет за собой изменение другого, а вместе с этим и всего целостного образования. Наличие связи внутренних компонентов обеспечивает при определенных условиях выживаемость всей системы в окружающей среде.

Разумеется, здесь выделены лишь основные признаки и свойства систем. Можно было бы продолжить их список до бесконечности, рассматривая такие из них, как упорядоченность, ритмичность, устойчивость, напряженность и т.д. Но они лишь уточняют и конкретизируют рассмотренные выше признаки. Для нас более важно выяснить механизм функционирования систем, характеризующий их поведение. Он представлен в виде схемы на рис. 3.1. Конечно, все, что изображено схематически, всегда весьма условно.

Однако, несмотря на эту условность, схема позволяет установить логику и механизм функционирования любой системы. Каждая из них имеет входные элементы - это элементы, потребляющие ресурсы. Они представляют собой полюс, обеспечивающий поступление в систему информации извне. Сама же система выступает в роли своеобразного преобразователя. В ней осуществляется видоизменение поступающего ресурса. Но многое здесь зависит от характера и содержания, прочности и устойчивости связей, обеспечивающих функционирование преобразователя. Значительное влияние может играть окружающая среда в виде других систем, с которыми взаимодействует наша система. Они могут ослаблять или усиливать возможности преобразователя.

Рис. 3.1. Механизм функционирования систем

Выходные элементы - это результат преобразования в системе или, говоря другими словами, полюс, через который система выдает ответные реакции на полученную информацию, ресурсы, энергию, воздействия со стороны внешней среды. Наиболее целесообразным и оптимальным вариантом функционирования системы является адекватность результатов целевым установкам деятельности системы. Однако в реальности так бывает далеко не всегда. В действие преобразователя могут вмешиваться различного рода факторы случайности и стихийности, непредвиденные обстоятельства. Поэтому и результат может в точности соответствовать цели, но может и существенно расходиться с ней, иметь значительные отклонения от нее. Он может носить вероятностный характер, быть одновариантным и поливариантным.

Пример. Для большей ясности рассмотрим схему функционирования системы превращения зерна в муку. В данном случае ресурсами системы, поступающими на ее вход, является зерно. В качестве преобразователя выступает мельница. Эффективность ее работы определяется многими факторами, например такими, как мощность, степень изношенности механизмов, энергоресурсы и т.п. Существует и явная зависимость от внешних факторов: подготовленности и слаженности работы обслуживающего персонала, его отношения к делу. Для ветряной мельницы эта зависимость может быть выражена в силе и скорости ветра. Результатом функционирования этой системы, полученным на ее выходе, является мука. Однако вряд ли возможно с абсолютной точностью предсказать, какое количество муки будет намолото из определенного количества зерна. Это зависит от качества самого зерна, эффективности функционирования мельницы как технического устройства. В данном случае цель является вероятностной. Она может колебаться в определенных расчетных пределах. Расхождение между планируемым и реальным результатом показывает отклонение системы от заданных параметров. При определенных условиях оно может служить одним из показателей эффективности функционирования системы, меры упорядоченности.